multicoresystemen

Multicoresystemen zijn computersystemen die meerdere verwerkingseenheden, oftewel kernen, op één chip of op nauwe samenstelling bevatten. De kernen werken vaak in gedeelde geheugenruimte en communiceren via een on-chip interconnect. Dit maakt gelijktijdige uitvoering van meerdere taken mogelijk en verhoogt de totale verwerkingskracht en responstijd bij parallelle workloads.

Architecturen kunnen homogeen zijn, waarbij alle kernen hetzelfde type en prestatieniveau hebben, of heterogeen, waarbij verschillende kernen met uiteenlopende eigenschappen aanwezig zijn (bijvoorbeeld grote krachtige kernen en energiezuinige kleinere kernen, zoals bij big.LITTLE-concepten). Veel systemen gebruiken een hiërarchie van caches (L1, L2, soms L3) om snelle toegang tot veelgebruikte data te waarborgen. Cache-coherentieprotocollen, zoals MESI, zorgen ervoor dat gegevens in meerdere caches consistent blijven wanneer kernen tegelijk lezen en schrijven.

Voordelen van multicore-systemen omvatten hogere doorvoer en betere interactiviteit bij multitasken, verlaagde energiekosten per rekeneenheid en betere schaalbaarheid bij parallelle algoritmen. Nadelen zijn onder meer complexere softwareontwikkeling, de noodzaak voor effectief paralleliseringswerk en de kans op bottlenecks door geheugenbandbreedte en interconnects. SMT (simultane uitvoering van meerdere draden per kern) kan de efficiëntie verhogen maar verhoogt ook contendingie voor bronnen.

Toepassingen komen veel voor in desktops en laptops, servers en datacentra, mobiele apparaten en ingebedde systemen, waar multicore-technologie centraal staat bij prestaties, respons en energiebeheer.